1. A szabad nukleinsavak élettana és klinikai alkalmazhatósága

Napjainkban nagy az érdeklődés a „szabad” nukleinsavak pontos élettani szerepének és klinikai diagnosztikai felhasználának a meghatározására. A „szabad nukleinsavak” lehetnek DNS, mRNS, mikroRNS és hosszú nem-kódoló RNS (lnRNS) molekulák, amelyek megtalálhatók a testfolyadékokban, így pl. a szérumban, a nyálban, a könnyben. Azélettani szerepük kiderítése napjainkban is folyik, viszont egyre jelentősebb a diagnosztikai alkalmazhatóságuk. A magzati diagnosztikában a nem-invazív módon történő mintavétel után nyert „szabad” DNS-t felhasználva több tesztet forgalomba hoztak, ezek specificitása és szenztivitása eléri a 99,9 %-ot. A szív és keringési betegek korai diagnosztizálásában a „szabad” nukleinsavak meghatározása biztató eredményekkel szolgál. Az onkológiában a „folyadék biopsziával” kapcsolatos közlemények megjelenése a más területen dolgozó egészségügyi szakemberek és a közvélemény figyelmét is felkeltette. Folynak a mikroRNS szerepének és diagnosztikai alkalmazhatóságának a meghatározásai is. A „szabad nukleinsavak” újgenerációs szekvenálással történő felhasználására a korai diagnosztikában óriási az érdeklődés, de egyenlőre nincs elég klinikai adat a lehetséges tesztek megbízhatóságáról és klinikai hasznosságáról.

Kutatási irányaink:

Biomarkerek petefészekrák kimutatására
Biomarkerek szívelégtelenség kimutatására
Biomarkerek fertőzések diagnosztizálására
Exoszómák szerepe a kommunikációban

1.a. MiRNSek szerepének vizsgálata az ösztrogén molekulák hatásmechanizmusában ovárium sejtkultúrákon

Résztvevők: Dr. Szilágyi-Bónizs Melinda egyetemi adjunktus, Dr. Nagy Bálint egyetemi tanár, Márton Éva PhD hallgató, Magyarné Trefán Katalin laboratóriumi asszisztens

A miRNSek olyan kis, nem kódoló RNS molekulák, amelyek számos biológiai folyamat (pl. sejtciklus, sejthalál) szabályozásában működnek közre a génexpresszió poszttranszkripcionális regulációján keresztül. Feltételezhetően aktívan részt vesznek a tumorok keletkezésének és inváziójának elősegítésében is. Emellett jelentős szerepet tölthetnek be a sejtek között megvalósuló kommunikációban, amit ezen molekulák testfolyadékokba megfigyelhető aktív transzportja feltételez (ezek az ún. szabad miRNSek). Több rákos megbetegedés, többek között a petefészekrák kapcsán is ismert a miRNS mintázat megváltozása, amely ráktípus a legnagyobb halálozással járó nőgyógyászati rendellenesség. Az ösztrogén molekuláknak való kitettség bizonyítottan növeli a petefészekrák kialakulásának kockázatát. Ezen molekulák közé sorolhatók a fiziológiás ösztrogén (melyet terápiás célból alkalmaznak a posztmenopauzában lévő nők tüneteinek enyhítésére) mellett a gabonából készült termékeket gyakran szennyező mikoösztrogének (pl. zearalenon), vagy a műanyaggyártásban nagy mennyiségben alkalmazott biszfenol A.
Munkacsoportunk a miRNSek jelentőségét próbálja felderíteni az ösztrogén molekulák karcinogén hatásának kifejtésében humán epitéliális ovárium sejtkultúrák segítségével. Ezen vizsgálatok során a sejttenyészeteket ösztradiollal, zearalenonnal, illetve biszfenol A-val kezeljük, és a fenotípusos hatások megfigyelése mellett célunk a sejten belüli és sejten kívüli (médiumból izolált) miRNS mintázatban megmutatkozó változások feltérképezése/összevetése.
Reményeink szerint munkánk közelebb visz az ösztrogén molekulák karcinogén hatásának megértése mellett a miRNSeken keresztül megvalósuló kommunikáció feltérképezéséhez is, ezáltal alapját képezheti további, biomarkerek, illetve terápiás targetek azonosítását célzó kutatásoknak.

1.b. A miRNS-ek szerepének vizsgálata a glioblasztóma kialakulásában és diagnosztikájában

Epigenetikai munkacsoport

A génexpresszió epigenetikus szabályozása a normál fejlődés és differenciáció nélkülözhetetlen és talán egyik legfontosabb eleme. Az epigenetikai modifikációk olyan DNS-től független, a génexpressziót módosító események - DNS metiláció, hisztonmódosulások, nem kódoló RNS-hez (miRNS, lncRNS) kapcsolódó útvonalak -, melyek feltérképezése az utóbbi években igen nagy hangsúlyt kapott. A miRNS-ek rövid, fejlődéstanilag konzervált, 19-25 nukleotidból álló, fehérjét nem kódoló szekvenciák, melyek becslések szerint az emberi genom 40-50%-át szabályozzák. A miRNS által regulált gének természetéből adódóan a miRNS-ek onkogénként (onkomir) és tumor szuppresszor génként is funkcionálhatnak, továbbá egy mRNS-t több miRNS szabályozhat, és egy miRNS több mRNS transzlációját is befolyásolhatja. Egyes expressziós eltérések már korai stádiumokban megfigyelhetők, ezek pontos ismerete a korai detektálásban játszik szerepet. A biomarkerkutatásban a szövetminták mellett egyre inkább előtérbe kerül a plazmából vagy szérumból történő miRNS expresszió meghatározás. A glioblastoma multiforme (GBM) a központi idegrendszert érintő daganatos megbetegedések közel 20%-át teszi ki. Napjainkban a leggyakoribb és legnehezebben kezelhető típusú primer agytumorként tartják számon. Az utóbbi években elért jelentős terápiás fejlődés ellenére a malignus gliomák korai diagnosztizálása és sikeres kezelése továbbra is nagy kihívást jelent. A munka során glioblasztómás betegek és a kontroll csoport plazmájából izolált miRNS expressziós mintázatot szeretnénk összehasonlítani olyan miRNS panel kifejlesztése céljából, amely segíti a beteg és egészséges minták megbízható elkülönítését, a betegség korai diagnosztizálását. Továbbá szeretnénk detektálni a glioblasztómás betegek körében, hogy a műtétet követően mely miRNS-ek expressziójában történik szignifikáns változás, ami biomarkerként előre jelezheti a betegek rendszeres monitorozása esetén a daganat kiújulását még mielőtt az tüneteket nem okoz. A miRNS mintázat alapján továbbá megjósolható, mind a betegség kimenetele, mind a különböző kemoterápiás szerekre adott válasz.

7. Functional Genomics Laboratory

We are interested in the investigation of transcriptional programs induced in innate immune cells, such as macrophages and dendritic cells using high-throughput methods. These transcriptional programs are mediated by "cis" and "trans" factors: cis-regulatory elements of the regulated genes and transcriptional factors, which are activated by diverse external stimuli. Recent high-throughput studies have highlighted the features beyond primary DNA sequence motifs that modulate binding specificity of transcription factors. We are studying the characteristic features of inducible enhancers (with respect to DNA motifs, binding of collaborating transcription factors and chromatin accessibility) and binding specificity of certain transcription factors, such as IRFs and AP-1 factors. Using machine learning methods, we investigate the predictability of enhancer type and transcription factor dominance.

Humángenetikai Tanszék

Debreceni Egyetem

Kutatási területek